IA, bots y ‘big data’ para revolucionar la ciencia de materiales

El químico e Innovador menor de 35 Alán Aspuru-Guzik ha aplicado una mezcla de tecnologías de vanguardia para crear un nuevo concepto de laboratorio que podría acelerar el descubrimiento de moléculas útiles y revivir la moribunda industria de los materiales para lograr innovaciones estratégicas

Cuando el químico nacido en Ciudad de México (México) Alán Aspuru-Guzik, quien actualmente vive en Toronto (Canadá), observa modelos de cambio climático, sus ojos se dirigen hacia las barras de error, que muestran el rango de incertidumbre que rodea a cualquier predicción. Y afirma: «Como científicos tenemos el deber de considerar los peores escenarios». Si el cambio climático avanza según lo esperado, tal vez la humanidad solo disponga de un par de décadas para encontrar materiales que aún no existen: las moléculas que nos permitan capturar el carbono de manera rápida y barata, y las baterías (hechas de algo que no sea litio, ya que es un metal costoso y difícil de extraer) para almacenar el suministro global de la energía renovable. Pero ¿y si la situación se vuelve peor de lo que esperamos? La necesidad de nuevos materiales pasará de apremiante a extremadamente urgente y terrible. ¿Seremos capaces de descubrirlos rápidamente? Aspuru-Guzik (uno de los 35 innovadores menores de 35 años de MIT Technology Review en 2010) ha dedicado gran parte de su vida a responder a distintas versiones de esta pregunta. El descubrimiento de materiales, la ciencia de crear y desarrollar nuevas sustancias útiles, suele avanzar a un ritmo frustrantemente lento. El enfoque típico de prueba y error, mediante el cual los científicos producen nuevas moléculas y luego prueban cada una sucesivamente para las propiedades deseadas, tarda de media dos décadas, lo que resulta demasiado caro y arriesgado para la mayoría de las empresas. La misión de Aspuru-Guzik, compartida con un número creciente de químicos expertos en informática, se centra en reducir ese período a meses o años, para que la humanidad pueda crear un arsenal de recursos rápidamente con el fin de luchar contra el cambio climático, como baterías y filtros de captura de carbono. El objetivo es revivir la moribunda industria de los materiales incorporando las simulaciones digitales, la robótica, la ciencia de datos, la inteligencia artificial (IA) e incluso la computación cuántica en el proceso de descubrimiento.

Imaginen programas informáticos que utilizan un conocimiento preciso de la estructura electrónica de las moléculas para crear nuevos diseños; y robots que fabrican y prueban estas moléculas. E imaginen que el software y los robots trabajan conjuntamente, probando las moléculas, ajustando los diseños y de nuevo probándolo todo, hasta que producir un material con las propiedades deseadas. Esa sería la idea, al menos. Llevarlo a cabo es otro tema. Las estructuras de las moléculas son increíblemente complejas, y la síntesis química es, a menudo, más un arte que una ciencia, desafiando los esfuerzos para automatizar el proceso. Pero los avances en IA, robótica y computación están dando una nueva vida a este enfoque.

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